专利名称：一种利用生态承载压力模型进行定量化分区的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用生态承载压力模型进行定量化分区的方法。
背景技术：
生态承载压力指数模型方法是城乡生态规划中专门针对生态经济系统中可支撑经济规模和一定生活质量人口数量判断的一种空间生态分析方法。生态承载压力指数主要反映了生态承载力的客观承载能力大小与承载对象压力之间的关系。人是最终被承载对象，也是最终可持续发展对象，因此以人口压力度作为评价基本准则，具体选择人口对资源 与环境的压力度作为指标。目前生态承载压力现有技术方案的缺陷针对城市规划和建设要综合反映区域生态承载压力的综合状况，不仅要对其生态承载压力给予评价，同时对重要的是城市规划从业人员的可操作性和如何落实到城市规划的规划管理及实施层面。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种利用目标区域的生态承载压力模型进行定量化分区的方法。根据本发明实施例的利用生态承载压力模型进行定量化分区的方法，包括以下步骤步骤S100，在目标区域内，针对人口性质单因子、行业人口因子、经济指数因子进行调查、勘测，并将结果GIS矢量化，建立统一的坐标系统，绘制成人口性质单因子专题地图、行业人口因子专题地图、经济指数因子专题地图；步骤S200，用预定的分级标准分别划分所述人口性质单因子、行业人口因子、经济指数因子的等级；步骤S300，应用层次分析法分别计算人口性质单因子、行业人口因子、经济指数因子的权重值；步骤S400，采用GIS将所述人口性质单因子专题地图、行业人口因子专题地图、经济指数因子专题地图互相叠加合并；步骤S500，对所述人口性质单因子、行业人口因子、经济指数因子加权平均得到生态承载压力模型的分析结果，从而完成对目标区域的定量化区分。根据本发明实施例的利用生态承载压力模型进行定量化分区的方法，通过GIS (地理信息技术)将生态承载压力各方面的信息综合叠加，优化层次分析法，建立数量化评价体系，期望全面简便地研究生态承载压力的内在状况，并落实到城市规划的空间发布上。另外，根据本发明上述实施例的利用生态承载压力模型进行定量化分区的方法还可以具有如下附加的技术特征根据本发明的一个实施例，步骤SlOO包括，步骤S101，将人口性质单因子、行业人口因子、经济指数因子矢量化，矢量图是连续不重叠的唯一面域，唯一面域是指矢量化的各要素相互连接但互不重叠，需满足以下条件，SI U S2 U …U Sn = S
Si n Sj = o#S为单因子的范围，Sl、S2、Si、Sj、Sn是指某单因子里面划分的多个小区域范围，n是小区域总数；步骤S102，建立统一坐标系统，对矢量化后的人口性质单因子图、行业人口因子图、经济指数因子图统一在GIS中定义投影、转换投影为高斯投影坐标系统。根据本发明的一个实施例，所述步骤S 300包括，步骤S 301，比较n个单因子yz=(yz1； yz2,. . . yzn)对目标zz的影响,从而确定在z中所占的比重,每次取两个因素和Yj用au表示Ji与Yj对z的影响程度之比，按I 9的比例标度来度量au，用数字I 9及其倒数作为标度，按表I 所示生态弹性单因子的区别得到权重值，表I
判断值比较关系强烈程度
Yi = YjH
"IYi >-Yj Yi 稍好于 Yj
~Yi >> Yj Yi明显好于Yj
~Yi >>> Yj Yi比Yj好得多
9Yi > YjYi极端好于Yj
1/3Yi < YjYi 稍次于 Yj
1/5Yi << Yj Yi 明显次于 Yj
1/7Yi <<< Yj Yi 比 Yj 次得多
1/9Yi <°o Yj Yi 绝对次于 Yj注2，4，6，8及1/2，1/4，1/6，1/8表示强烈程度在相应相邻等级之间步骤S302，n个被比较的元素构成一个两两比较(成对比较)的判断矩阵A= (Bij) x .显然，判断矩阵具有性质，
Q11 al2 aln ^A=…。广
\an\ an2 ann J
Ia,, > 0，aji ~ ，= I (i，j = 1，2， n)
av步骤S303，权重系数计算。判断矩阵每一行的乘积Zi ;接着按=公式计算ZJAn次方根I。对向量Wi= [WpW2. ..Wn]T进行归一化计算，得到特征向量，
计算最大特征根Xmax : A max =
nWi步骤S304，对得到的每个生态弹性单因子权重值进行一致性检验，检验公式为Cl=(入 max_n)/ (n_l)；步骤S305，获得各个生态弹性单因子的权重结果Wi的平均值，Wi = =1~且 wl+w2+. . . +wn = I
m其中wi为某一单因子权重，m为计算权重的总数，di是该生态承载压力单因子的 某一个权重值。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I是根据本发明实施例的利用生态承载压力模型进行定量化分区的方法的流程图；和图2根据本发明实施例的利用生态承载压力模型进行定量化分区的方法中叠加的示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表
示第一特征水平高度小于第二特征。下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的利用生态承载压力模型进行定量化分区的方法。如图I所示，根据本发明实施例的利用生态承载压力模型进行定量化分区的方法，包括以下步骤步骤S100，在目标区域内，针对人口性质单因子、行业人口因子、经济指数因子进行调查、勘测，并将结果GIS矢量化，建立统一的坐标系统，绘制成人口性质单因子专题地图、行业人口因子专题地图、经济指数因子专题地图。具体地说，根据经济统计年鉴资料，调查收集目标区域内各类与生态承载压力的有关的信息。信息内容应涵盖人口性质(农业人口、工业人口等)、行业人口(建筑业、交通业、商饮业等)、经济指数(第一产业、第二产业、第三产业⑶P、恩格尔系数等)，在目标区域进行调查测量，绘制成专题地图。选择人口性质、行业人口、经济指数等主要的生态承载压力单因子，将生态承载压力单因子用GIS矢量化，建立统一的坐标系统，绘制生态承载压力单因子单因子图。将各生态承载压力单因子矢量化，矢量图要求是连续不重叠的唯一面域。唯一面域是指矢量化的各要素相互连接但互不重叠。这是由于在城市规划中每块用地只对应于一种土地利用性质是所决定的。需满足以下条件SI U S2 U . . . U Sn = SSi H Sj = 0#S为某单因子的范围，Sl、S2、Si、Sj、Sn等是指某单因子里面划分的任意小区域范围。n是小区域总数。建立统一坐标系统对矢量化后的生态承载压力单因子图统一在GIS中定义投影、转换投影为我国常用的高斯投影坐标系统。
步骤S200，用预定的分级标准分别划分所述人口性质单因子、行业人口因子、经济指数因子的等级。对选取的各个生态承载压力单因子按照现有规范要求评价资源的利用现状和承载能力，划分等级。等级越低，生态承载压力指数越低，可经济发展空间越大；反之，等级越高，生态承载压力指数越强，越可能出现经济发展空间受限。步骤S300，应用层次分析法分别计算人口性质单因子、行业人口因子、经济指数因子的权重值。具体而言，比较n个生态承载压力单因子yz = (yz1; yz2, yzn)对目标zz (生态承载压力指数)的影响，从而确定它们在z中所占的比重，每次取两个因素Ji和Jj用au表示Yi与y」对z的影响程度之比，按I 9的比例标度来度量aijt)用数字I 9及其倒数作为标度，按表I所示数量化不同生态承载压力单因子的重要值和影响性的区别得到权重值。表I
判断值比较关系强烈程度
~1Yi = YjH
"IYi >-YjYi 稍好于 Yj
~Yi >> YjYi明显好于Yj
~Yi >>> YjYi比Yj好得多
9Yi > YjYi极端好于Yj
1/3Yi < YjYi 稍次于 Yj
1/5Yi << YjYi 明显次于 Yj
1/7Yi <<< YjYi 比 Yj 次得多
1/9Yi <°o YjYi 绝对次于 Yj注2，4，6，8及1/2，1/4，1/6，1/8表示强烈程度在相应相邻等级之间n个被比较的元素构成一个两两比较(成对比较)的判断矩阵A= (Bij)nxn.显然，判断矩阵具有性质
Q11 al2 aln ^A= ' …a,n
\an\ an2 ann J
Ia,, > 0，aji ~ ，= I (i，j = 1，2， n)
av权重系数计算。判断矩阵每一行的乘积Zi ;接着按％+ =公式计算Zi的n
次方根Wi。对向量Wi= [Wl，W2…Wn]T进行归一化计算，得到特征向量。计算最大特征根人max A max =
1=1 nWi对得到的生态承载压力单因子权重值进行一致性检验。为了检验判断矩阵的一致性问题，需计算一致性指标Cl判断矩阵的一致性还具有随机性，这种随机一致性可用平均随机一致性指标RI表示，RI的值与矩阵的维数大小有关，相对一致性指标CR = CI/RI。一般认为，当CR彡0. I时，判断矩阵基本符合完全一致性条件；当0 >0. I时，所给出的判断矩阵是不符合完全一致性条件的，需要进行调整和修正。Cl = ( A max-n) / (n-1)通俗来讲，若生态承载压力单因子I对单因子2影响值a > 1(即单因子I比单因子2大)，单因子2对单因子3影响值b > 1，则逻辑上，单因子I对单因子3影响值肯定c= ab>l。但在构造成对比较矩阵时要求满足C = ab是不可能的。因此退而要求成对比较矩阵有一定的一致性。如若c < 1，则结果不一致，得重新计算权重值。获得各个生态承载压力单因子的权重结果Wi的平均值。r n Tm di a
权利要求
1.一种利用生态承载压力模型进行定量化分区的方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤S100，在目标区域内，针对人口性质单因子、行业人口因子、经济指数因子进行调查、勘测，并将结果GIS矢量化，建立统一的坐标系统，绘制成人口性质单因子专题地图、行业人口因子专题地图、经济指数因子专题地图； 步骤S200，用预定的分级标准分别划分所述人口性质单因子、行业人口因子、经济指数因子的等级； 步骤S300，应用层次分析法分别计算人口性质单因子、行业人口因子、经济指数因子的权重值； 步骤S400，采用GIS将所述人口性质单因子专题地图、行业人口因子专题地图、经济指数因子专题地图互相叠加合并； 步骤S500，对所述人口性质单因子、行业人口因子、经济指数因子加权平均得到生态承载压力模型的分析结果，从而完成对目标区域的定量化区分。
2.根据权利要求I所述的利用生态承载压力模型进行定量化分区的方法，其特征在于，步骤SlOO包括， 步骤S101，将人口性质单因子、行业人口因子、经济指数因子矢量化，矢量图是连续不重叠的唯一面域，唯一面域是指矢量化的各要素相互连接但互不重叠，需满足以下条件， SI U S2 U …U Sn = SSi n Sj = 0 S为单因子的范围，SI、S2、Si、Sj、Sn是指某单因子里面划分的多个小区域范围，n是小区域总数； 步骤S102，建立统一坐标系统，对矢量化后的人口性质单因子图、行业人口因子图、经济指数因子图统一在GIS中定义投影、转换投影为高斯投影坐标系统。
3.根据权利要求I所述的利用生态承载压力模型进行定量化分区的方法，其特征在于，所述步骤S300包括， 步骤S301,比较n个单因子yz = (yz1；yz2,. . . yzn)对目标zz的影响,从而确定在z中所占的比重，每次取两个因素Ji和Yj用au表示Ji与yj对z的影响程度之比，按I 9的比例标度来度量au，用数字I 9及其倒数作为标度，按表I所示生态弹性单因子的区别得到权重值， 表I
全文摘要
本发明公开了利用生态承载压力模型进行定量化分区的方法，包括以下步骤在目标区域内，针对人口性质单因子、行业人口因子、经济指数因子进行调查、勘测，绘制专题地图；用预定的分级标准分别划分等级；应用层次分析法分别计算权重值；采用GIS将专题地图互相叠加合并；对所述人口性质单因子、行业人口因子、经济指数因子加权平均得到生态承载压力模型的分析结果，从而完成对目标区域的定量化区分。根据本发明实施例，通过GIS(地理信息技术)将生态承载压力各方面的信息综合叠加，优化层次分析法，建立数量化评价体系，期望全面简便地研究生态承载压力的内在状况，并落实到城市规划的空间发布上。
文档编号G06Q10/00GK102663506SQ20121013371
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者饶戎 申请人:清华大学